Ricky在進行論文簡報設計時，各章節思維與編排 「起」第一章 緒論 ，4-5頁 「承」第二章 文獻探討，2~4頁 「轉」第三章 研究方法，5-10頁 「轉」第四章 個案分析，10-15頁 「合」第五章 研究結論與建議，2-4頁

1. 緊急救災供應鏈網路設計與救災物流配送路線規劃
-以日本機場緊急供應鏈為例
Ricky Lee 李明軒

2. 緒論1.
文獻探討2.
問題求解方法4.
個案設計與分析5.
緊急供應鏈模式建構3.
結論與後續研究建議6.
提報大綱

3.  研究背景
 研究動機
 研究目的
 研究範圍與對象
 研究流程
緒論

4.  研究背景
近年來自然災害造成人類嚴重的生命損失
2011.03.11 日本東北大地震2008.05.12 中國汶川大地震
4

5.  研究動機
5
Balcik, Beamon,& Smilowitz (2008)研究中指出
自然災害造成供應鏈斷鏈的影響甚鉅
緊急供應鏈災前
採購、運輸
預先倉儲定位 災後
最佳化運輸

6.  研究目的
6
1.建立並求解災前區位定址問題數學模型
總運輸
成本最小(時間最短)
2.建立並求解災後車輛路徑規劃問題數學模型

7. 研究範圍與對象
以策略階段設址求解結果
作為戰術階段運輸起始節點
以日本緊急供應鏈體系為主
Japan
救災物資設定600ml瓶裝水
7

8. 研究流程
數
學
模
式
建
構
個
案
設
計
與
分
析
結
論
與
後
續
研
究
建
議
文
獻
回
顧
與
整
理
研
究
問
題
界
定
演
算
法
之
建
構
8

9.  緊急供應鏈定義
 緊急供應鏈管理
文獻探討

10. 緊急供應鏈定義
需求端供應商
實施有效成
本控制
救難物資及設
備的儲存
運送過程規
劃
最終目的為滿足
受災人類的需求
Thomas & Mizushima (2005)將緊急供應鏈定義為：
10

11. 緊急供應鏈定義
Beamon & Balcik (2008)研究中指
出緊急供應鏈績效衡量有以下三個
指標
緊急供應鏈
資源
產能
彈性
營運成本
運輸成本
庫存成本
響應時間
供應數量
需求不確定性
人類生命利害關係
11

12.  研究問題描述
 策略區位定址階段模式
 戰術路徑規劃階段模式
緊急供應鏈模式建構

13. 研究問題描述
i
i
ｊ
ｋ
ｋ
ｋ
ｊ
ｋ
ｋ
ｋ
ｊ
i：中央調度中心(CAC) , i=1,2,…,I
j：地區救災中心(LAC) , j=1,2,…,J；
k：災區, k=1,2,…,K 災前運輸 災後運輸
ｋ
第一層 第二層
本研究緊急供應鏈網路結構
13

14. 策略區位定址階段模式
Min 𝒁 𝟏= { 𝐢=𝟏
𝑰
𝒇𝒊 𝒘𝒊 + 𝐣=𝟏
𝑱
𝒈𝒋 𝒔𝒋+ 𝐢=𝟏
𝑰
𝐣=𝟏
𝑱
𝑪𝒊𝒋 [𝐝𝐢𝐬 𝐢, 𝒋 ] 𝒙𝒊𝒋 +
𝐣=𝟏
𝑱
𝐤=𝟏
𝑲
𝒕𝒋𝒌[𝐝𝐢𝐬 𝐣, 𝒌 ] 𝒅 𝒌 𝒚𝒋𝒌+ 𝐣=𝟏
𝑱
𝒉𝒋( j=1
J ( 𝐤=𝟏
𝑲 𝒅 𝒌 𝒚 𝒋𝒌
𝟐
) sj) }
Max 𝒁 𝟐 = ( 𝐤=𝟏
𝑲
𝐣∈𝝉𝒍 𝒎
𝜶 𝒎
𝒍 𝒎
𝒚𝒋𝒌) / ( 𝐣=𝟏
𝑱
𝐤=𝟏
𝑲
𝒅 𝒌 𝒚𝒋𝒌)
s.t.
總供應鏈成本最小
災區服務回應率最大
預算限制Z1 ≤ B1
j=1
J
xij ≤ Piwi , ∀ i
i=1
I
xij = k=1
K
dkyjk ， ∀ j
k=1
K
dkyjk ≤ Vjsj , ∀ j
i=1
I
wi= 1 ,  j
yjk ,wi ,sj are binary variables
xij are integers and non-negative
14

15. i∈j0 v∈V Xij
v
= 1 (j ∈ J)
i∈j0
Xis
v
= i∈j0
Xsj
v
(s ∈ J , v ∈ V)
rv = i∈j0 j∈J DjXij
v
( v ∈ V)
rj ≥ rv − Dj + Pj − 𝑀(1 − X0j
v
) ( i ∈ J, j ∈ J)
rj ≥ ri − Dj + Pj − 𝑀(1 − v∈V Xij
v
) ( i ∈ J, j ∈ J, i ≠ j)
rv ≤ Uv (v ∈ V)
rj ≤ Uv (j ∈ J)
aj ≤ ej≤ bj ( j ∈ J)
ej ≥ ei + (Cij
v
/Tv
) + mi − M 1 − Xij
v
( i ∈ J, j ∈ J, i ≠ j)
oj ≥ oi + 1 − 𝑛(1 − v∈V Xij
v
) ( i ∈ J, j ∈ J, i ≠ j)
oj ≥ 0 ( j ∈ J)
Xij
v
= 1 or 0 ( i ∈ J, j ∈ J, v ∈ V)
戰術路徑規劃階段模式
Min 𝒁 𝟏= 𝐣∈𝒋 𝟎 𝐤∈𝒋 𝟎 𝐯∈𝑽 𝑹 𝒄𝒐𝒔𝒕 𝑪𝒊𝒋
𝒗
𝑿𝒊𝒋
𝒗
s.t.
整體路徑規劃總運輸成本最小
時間窗限制
15

16.  策略階段求解方法
 指派問題求解方法
 戰術階段求解方法
問題求解方法

17. 策略階段求解方法
17
以多目標基因遺傳演算法求解策略階段設址問題
已達
未達
步驟1：開始
步驟2：排除非法個體
步驟3：評估與不支配排序
步驟4：選擇與交錯
步驟5：突變
步驟7：停止的標準
步驟8：決策
步
驟
6
：
菁
英
策
略
1 0 0 1 1 0
子樣本1
1 1 0 0 1 1
子樣本2
0 0 1 1 1 01 0 1 1 0 1
1 0 0 0 1 1
母樣本1
1 1 0 1 1 0
母樣本2
交換樣本

18. 策略階段求解方法
18
以NSGA-II 對策略階段設址進行決策
第二代非支配基因演算法(NSGA-II)
F1
F2
F3
F5
F4
次世代
樣本群
R(t)
子群體C(t)
母群體P(t)
柏拉圖最適前緣排行1,2...
擁擠距離值
解答
L
L
非支
配解
集合
Min
Min
菁英模式 擁擠競賽選擇模式
非支配解前緣的解

19. 策略階段求解方法
19
以階層群集分析法優化策略階段選址後指派問題
以群間平均連結法計算距離
A
B
C

20. 戰術階段求解方法
20
以基因遺傳演算法求解戰術階段路徑規劃問題
已達
未達
步驟1：起始解建構
步驟2：懲罰非法個體
步驟3：計算評估函數
步驟4：停止的標準
步驟6：選擇與交錯
步驟7：突變
步驟8：路線改善
步
驟
5
：
輸
出
最
佳
解
9 3 4 8 7 2 1 5 6
子樣本
車輛2車輛1
9 3 4 8 7
母樣本2
2 4 1 8 3 9 5 7 6
車輛1 車輛2
母樣本1
9 3 4 8 7 1 5 2 6
車輛1 車輛2
交換樣本
交配點
2 1 5 6
順序交配(Order Crossover)

21.  策略與戰術階段個案設計
 策略階段求解分析
 指派問題求解分析
 戰術階段求解分析
個案設計與求解分析

22. 策略與戰術階段個案設計
22
策略 階段
1900-2012 日本至少1人死亡之地震災害資料
NGDC
戰術 階段
以日本時間2011年3月11日東北大地震為研究案例

23. 策略與戰術階段個案設計
23
地區救災中心位置 22
災區位置 47
中央調度中心位置 4
日本國際性機場(中央調度中心(CAC))i
i 1 2 3 4
國際機場i 成田國際機場 東京國際機場 關西國際機場 中部國際機場
日本地區性機場(地區救災中心(LAC))j
1 2 3 4 5 6
北海道：
新千歲機場
北海道：
函館機場
北海道：
旭川機場
宮城：
仙台機場
福島：
福島機場
新潟：
新潟機場
7 8 9 10 11 12
東京：
羽田機場
富山：
富山機場
石川：
小松機場
廣島：
廣島機場
鳥取：
米子機場
香川：
高松機場
13 14 15 16 17 18
愛嬡：
松山機場
福岡：
福岡機場
熊本：
熊本機場
宮崎：
宮崎機場
鹿兒島：
鹿兒島機場
沖繩：
那霸機場
19 20 21 22
成田
國際機場
關西
國際機場
中部
國際機場
大阪
國際機場
日本都道縣府(災區(Disaster Area))k 47個
策略階段相關資料

24. 策略與戰術階段個案設計
24
策略階段相關資料
符號 數值來源 符號 數值來源 符號 數值來源
Cij 每600公里為2元 tjk 每60公里為1元 fi Pi*1元
gj Vj*2元 𝑙m
假設m=1(只有一項物
資)，有2個覆蓋水準，
l1 = 1,2
hj
每瓶水年庫存成本3.65
元
𝐁 𝟏 1,000,000,000 Pi
日本第1類型機場2011
年國際線貨運吞吐量
*1.85%。
Vj
日本第2類型機場2011
年國內線貨運吞吐量
*3.6%
αm
𝑙m
α1
1
= 1
α1
2
= 0.8
D 𝑡𝑖𝑚𝑒
𝑙m D 𝑡𝑖𝑚𝑒
1
= 24
D 𝑡𝑖𝑚𝑒
2
= 48
τ𝑙m
τ1 = j time j, k
≤ D 𝑡𝑖𝑚𝑒
1
, j ∈ J}。
τ2 = j time j, k
≤ D 𝑡𝑖𝑚𝑒
2
, j ∈ J}
dis i, j
距離數值為實際經
緯度大圓距離為基
準(單位:公里)
dis j, k
距離數值依據Google
map實際車輛路徑行走
最適距離 (單位:公里)
time j, k
時間數值為依據Google
map實際車輛路徑行走
最適距離除以時速60公
里(單位:小時)

25. 策略與戰術階段個案設計
25
戰術階段相關資料

26. 策略與戰術階段個案設計
26
戰術階段相關資料
TREX-大型貨車規格(台) 600ml瓶裝水
緊急運輸車 20噸貨車，車重約7.6噸 飲用水
規格 標準，4軸低床車 規格 24入(箱)
長(cm) 960.50 長(cm) 40.00
寬(cm) 240.50 寬(cm) 27.00
高(cm) 341.50 高(cm) 23.00
乘 載 體 積
(cm3)
60,706,001.00 體 積
(cm3)
24,840.00
乘載重量(kg) 12,400.00 重量(kg) 14.40
最高可容納600ml24入箱數(體積限制) 2,441箱
最高可容納600ml24入箱數(重量限制) 861箱
災區時間窗假設
日本TREX
大型貨車資料
黃金救災時間72小時

27. 策略與戰術階段個案設計
27
戰術階段相關資料
符號 數值來源 符號 數值來源
Cij
v
各節點距離為實際經緯度大圓距離 M ∞
Dj
根據日本國土交通省日本311東北大地
震瓶裝水統計資料，假設各災第一日飲
用水需求量。
Uv
根據日本TREX大型貨車公司資料，以20噸
貨車做為緊急運輸車，貨車能容納600ml24
入的箱數為861箱。
Pj
由於在災害發生的情境下，災區能收集
之600ml24入瓶裝水空瓶箱數可能不多，
因此本研究假設為1~10(箱)的隨機亂數。
[aj, bj]
根據日本311東北大地震發生時間，黃金救
援時間72hrs救難物資送達原則，假設災害
情報獲取及準備救難物資需24hrs，因此災
區要求時間窗上下限必在48小時內。
n
根據日本統計局，將日本311東北大地
震粗分為75個災區，加上本研究選址結
果負責之LAC7，共76個節點。
mj
以各災區提送貨量/10(無條件進位)，例如岩
手縣中一個災區需求量為67箱，則服務時間
應為7分鐘。
Rcost 每公里運輸成本1元

28. 策略階段求解分析
28
柏拉圖
最佳解編號
對應
Chromosome
目標函數
Z1 Z2
1 1 348,242,793 18.34%
2 3 516,883,539 24.40%
3 7 536,674,205 28.70%
4 48 592,667,320 31.75%
5 11 664,137,603 82.29%
6 40 813,440,112 86.19%
7 18 927,730,420 91.14%
8 16 992,966,092 92.15%
9 9 1,022,518,899 93.87%
10 27 1,281,624,223 94.68%
11 41 1,390,435,999 95.84%
第3代
第1代
第25代
第50代
B0=1*109

29. 策略階段求解分析
29
柏拉圖
最佳解
編號
LAC
設置
數
LAC
編號
機場名稱
LAC對
應的
CAC
LAC對應
災區數量
LAC對應的災區
第8組 10
3
北海道旭川機
場
2 2 32,37
7 東京國際機場 3 14
8,9,11,12,13,14,15,
22,23,27,34,40,44,
46
9 石川小松機場 4 4 18,25,31,38
10 廣島機場 3 3 3,6,43
15 熊本機場 2 4 10,19,39,45
16 宮崎機場 2 2 5,42
17 鹿兒島機場 2 4 17,20,26,35
19 成田國際機場 2 2 2,41
21 中部國際機場 3 4 16,29,33,36
22 大阪機場 3 8
1,4,7,21,24,28,30,
47

30. 指派問題求解分析
30
階層群集分析法優化指派結果
優化後運輸成本下
降$42,560,451元
戰術階段區域
起使節點
為LAC7

31. 戰術階段求解分析
31
車輛數 5 6 7 8 9 10
總成本[元] 107,542,040 85,297,100 83,361,790 6,757.705 7,010.756 7,276.915
總Route時間[h] 191.42 154.345 151.119 124.811 129.029 133.465
總Route距離[km] 10754.20 8529.71 8336.179 6757.705 7010.756 7276.915
車輛數 11 12 13 14 15
總成本[元] 7,308.31 7,475.931 7,498.86 7,685.33 7,795.253
總Route時間[h] 133.988 136.782 137.164 140.272 142.104
總Route距離[km] 7308.31 7475.931 7498.86 7685.33 7795.253
路徑編號 1 2 3 4 5 6 7 8
總Route距離[km] 426.149 395.647 2079.372 1090.599 763.435 534.941 709.878 757.680
總Route時間[h] 8.302 7.527 36.922 20.043 14.340 10.149 13.281 14.244
總行駛時間[h] 7.102 6.594 34.656 18.176 12.723 8.915 11.831 12.628
總服務時間[h] 1.200 0.933 2.266 1.866 1.616 1.233 1.450 1.616
情境1-VRPPDTW
路徑編號：1
訪問順序 節點編號 從LAC7出發時間 2011/3/12 14:46
1 127 福島縣浅川町役場D 2011/3/12 17:40
2 115 福島縣須賀川市役所D 2011/3/12 18:23
3 113 福島縣郡山市役所D 2011/3/12 18:55
4 123 福島縣玉川村役場D 2011/3/12 19:37
回到LAC7的時間 2011/3/12 23:15

32. 車輛數 5 6 7 8 9 10
總成本[元] 106,697,090 86,311,500 82,967,520 7,338.174 7,551.075 7,603.248
總Route時間[h] 190.011 156.036 150.462 134.483 138.034 138.904
總Route距離[km] 10669.709 8631.150 8296.752 7338.174 7551.075 7603.248
車輛數 11 12 13 14 15
總成本[元] 7,631.426 7,710.314 7,786.253 7,821.517 7,844.318
總Route時間[h] 139.373 140.688 141.954 142.542 142.922
總Route距離[km] 7631.426 7710.314 7786.253 7821.517 7844.318
戰術階段求解分析
32
路徑編號 1 2 3 4 5 6 7 8
總Route距離[km] 2008.18 1047.87 822.121 1403.971 599.191 673.426 421.448 361.963
總Route時間[h] 35.286 19.414 15.485 25.016 11.453 12.873 8.29 6.666
總行駛時間[h] 33.469 17.464 13.702 23.399 9.986 11.223 7.024 6.032
總服務時間[h] 1.816 1.95 1.783 1.616 1.466 1.65 1.266 0.633
情境2-VRPSPDTW
路徑編號：5
訪問順序 節點編號 從LAC出發時間 2011/3/12 14:46
1 56 福島縣会津若松市役所DP 2011/3/12 18:21
2 55 福島縣北塩原村役場DP 2011/3/12 18:58
3 41 宮城縣七ヶ宿町役場DP 2011/3/12 20:16
4 40 宮城縣白石市役所DP 2011/3/12 20:38
5 50 福島縣飯館村役場DP 2011/3/12 21:20
6 52 福島縣葛尾村役場DP 2011/3/12 22:00
回到LAC的時間 2011/3/13 02:14

33.  結論
 後續研究建議
結論與後續研究建議

34. 結論
34
救難物資供應組織
災區
中央調度中心
(救難物資供應組織)
災區
地區救災中心
災前運輸 災後運輸
經策略區位定址後
中央調度中心
災區
地區救災中心
災後運輸 災後運輸
中央調度中心
災區
地區救災中心
災後運輸 災後運輸
經戰術路徑規劃後
降低供應鏈成本並考量服務回應率
有效提升救災效率

35. 結論
35
考量資源及產能指標 考量彈性指標 考量資源及彈性指標
在災前預算限制下，找出10個潛在地區救災中心之位置，並以階層群集分析法優化
指派結果，有效降低運輸成本，在災後響應時間限制下，實際規劃出最佳派車數量8
台及車輛最佳路徑。
2
災前階段兩個目標函數總供應鏈成本最小與服務回應率最大，災後階段單目標函數總
運輸成本最小，透過基因遺傳演算法進行求解運算結果顯示本研究演算法確實能有效
率解決本研究所提出之區位定址研究問題及車輛路徑規劃問題。
1
Melo et al.（2009）提到只有一些研究文獻會同時考慮策略和戰術整合性的研究議題，
而大多數的供應鏈管理問題均是以成本為導向。
策略階段選址問題
戰術階段路徑問題
目標視為成本+服務回應率
(預算限制、時間限制)

36. 後續研究建議
36
資料收集
研究方法
緊急供應鏈調撥管理系統
整合性緊急供應鏈系統
取得更多詳細真實的相關資料
考量易腐性物資
救災倉儲之間的調撥
加入動態及不確定性因子

37. 37
Thank You

38. 38
&
?